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摘要：10kV高压开关柜在高压输配电网中起到关键作用，其运行质量和设计合理性将直接对高压线路运行安全造成直接影响，在开关柜的设计中要充分结合以往设计经验，把握开关柜设计要点，将安全、可靠及经济等影响因素都考虑进设计影响因素中。高压开关柜在设计中需要注意到安全净距离、爬电距离和五防闭锁等要求，同时需要保证内部故障和压力释放，保证高压安全柜的正常运转。对本文的分析，希望能起到抛砖引玉的作用。
关键词：开关柜设计；安全距离；注意点
10kV高压开关柜在电力系统运行线路中具有广泛的应用，在线路中主要起到输送和分配的作用，是电力系统的关键设备之一。在高压开关柜具体的应用中，由于用户和设计厂商的要求和标准不同导致市面上开关柜种类繁多，进而在应用时导致电力系统运营不稳定，操控难度加大。所以10kV高压开关柜需要统一设计标准，将开关柜的关键设计要素标准化。本文从一下几个方面着重讨论了10kV开关柜设计时的注意事项，给标准设计提供参考依据。
1.10kV高压开关柜设计注意要点
1.1安全净距
安全净距离主要是指绝缘安全距离，绝缘安全距离是高压安全柜在设计时必须要要注意的要点之一，其主要包含以下几个方面，1)开关柜中三项带电导体之间的距离必须符合相关设计规定，而且与金属部件之间距离也必须得到保证。2）三相带电导体与地面之间的距离也必须按照设计规定执行。只有在上面两个安全得到保证的前提下，才能保证高压电路不会因为放电而产生线路短路。根据相关电力标准规范，以空气作为绝缘体的金属部件与地面之间的绝缘距离不能小于125mm，带点部件与附近金属设备最小距离不能小于155mm。如果设备安装在高海拔地区时，必须根据相关修正公式进行计算得到最小安全距离。在实际开关柜设计时会受到施工建设场地大小的限制，需要减小开关柜尺寸以保证安全距离，为了保证安全距离现场经常采用空气和绝缘材料组合的方式进行绝缘施工。而在此种组合方式进行绝缘的施工中也需要保证金属部件和绝缘体之间的安全距离，因为绝缘体上会出现凝露现象，导致金属部件与绝缘体产生放电现象。为了消除这种现象经常在开关柜中加装除湿装置或防潮装置来控制开关柜中的湿度，确保绝缘体上不会产生凝露现象。绝缘体大多由塑料绝缘材料制成，长时间使用会出现老化现象，降低绝缘性能，所以需要定期更换和保养，在不需要使用绝缘材料进行绝缘的条件下最好不要使用。这种情况下通常会重新规划高压开关柜用地面积，确保高压开关柜能够在安全环境中运行。
1.2爬电距离
随着我国电力系统的快速发展，在电力运行过程中需要保证其安全性和可靠性，高压开关柜的系统部件和相对地之间需要保证安全绝缘，开关柜部件一般需要进行支撑，而支撑件就需要绝缘件。目前生产绝缘件的厂家通常通过增大绝缘件的群座数量和高度来提高其爬电距离。为方便后期安全和维修方便，绝缘件的外部尺寸不会发生改变。现阶段10kV高压开关柜的绝缘件生产已经非常成熟，但是由于各个厂家生产的标准不相同，导致绝缘件的绝缘等级不尽相同，所以在高压开关柜设计时要统一绝缘件的技术要求，控制其生产质量，提高绝缘性能。高压开关柜在正常工作环境中运行时，污秽等级通常为二级，10kV高压开关柜的绝缘体设计爬电比为大于18mm/kV。在设计绝缘体时一定要明确绝缘体的污秽等级，保证绝缘体的爬电技术要求。
1.3开关柜五防闭锁
为了保证电力系统的安全运行，保证工作人员的人生安全，避免发生操作失误，高压开关设备“五防”闭锁设计非常重要。据相关数据统计表明，以下wield工作人员五种最为常见的失误操作，带负电荷开关电闸，误操作继电器，带电拉接地线，带接地线开关电闸，工作人员进入带电隔离区。所以在高压开关柜设计时需要安装可靠的联锁和闭合装置，来保证操作程序的正确性和可靠性，防止因为工作人员的操作误操作而产生的事故。常用的带点联锁装置可以分成以下两类，机械类和电器类，包括机械联锁装置、钥匙盒，电器连锁、高压带电显示装置等。在高压开关柜设计中需要防止以下几点，防止带负电荷开关电闸；防止开关继电器误操作；防止带电开关电闸；防止带点连接接电线或合并电闸；防止工作人员误入带电隔离区。
2.10kV高压开关柜维护要点及其注意事项
2.1高压开关柜维护要点
（1）检修过程中停电和用电制度；在高压开关柜发生故障时，需要及时对其进行检修维护，这个过程需要进行停电和送电操作，在高压开关柜设备运行状态发生转变时，其高压电网的运行状态也会发生改变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是对与单个电网来说，高压开关柜数量比较多，如果对其进行统一停电用电进行管理难度比较大，所以要先对其重要程度进行划分，再按照重要程度进行停电和用电管理。
（2）检修维护工作时必须保证人员和设备安全；在进行高压开关柜检修时必须根据国家相关规定进行操作，把安全始终放在首位。
（3）采取合理的措施进行检修维护；在进行高压开关柜维护检修时需要按照相关规定按照步骤一步一步来，其中包括停电、验电、接地、设置标识等，相关维修人员必须严格制定维修方案，按照相关技术标准执行操作，确保维修在安全状态下执行。
2.2高压开关柜检修维护注意事项
（1）保持10kV高压开关柜运行环境良好；10kV高压开关柜在运行过程中受到环境的影响特别大，要保证其可靠运行就必须保证运行环境良好，高温、高压、电磁等不稳定环境因素都会对其运行状态造成影响。温度过高会引起高压开关柜中金属导体电导率增加，加剧金属表面氧化作用，而且对设备和绝缘体寿命都会造成影响，破坏绝缘体的绝缘性能。
（2）重视10kV高压开关柜的多种性能恶化现象；由于10kV高压开关柜长时间运行，在环境和自身的作用下，其运行设备会产生多种劣化现象，对高压开关柜正常运行造成影响。例如由于高压开关柜运行温度升高，将导致绝缘体的绝缘性能持续下降，进而导致金属元器件发生放电现象，对内部设备造成损害。所以在高压开关柜正常运行状态下，工作人员要制定科学的巡检制度，发现问题及时进行维修检查，把问题尽快排除，保证高压开关柜元器件的正常运行。巡检过程中要建厂观察其是否有变色、变形等异常现象，特别是不能在元器件上出现凝露现象。
（3）防范10kV高压开关柜发生绝缘事故；10kV高压开关柜特别容易发生多种绝缘事故，其原因主要是开关柜内部的空气绝缘和绝缘体绝缘距离不符合标准规范，或者是高压开关柜处于一个比较恶劣的运行环境状态下。巡检人员必须确保高压开关柜内部的各种元器件的绝缘距离在可靠的范围内，定期对绝缘距离进行校验。另外要根据高压开关柜具体的运行环境设置科学的污秽等级，在高压开关柜拖入运行后做好维修防护工作，制定合理的检修制度，把事故扼杀在萌芽阶段。要对高压开关柜设置预防性试验，在其投入运行前确保其始终处在一个安全稳定运行环境当中。
3.高压开关柜内部故障以及压力释放设计
由于金属封闭开关设备柜中部件设计错误，或者由于开关柜工作环境发生突变而引起放电现象的称为内部故障。出现内部故障时首先必须确保人身安全，再者需要保证放电电弧不会影响到其他工作区域。而解决问题最根本的是要防止内部故障的发生。
当金属封闭开关设备中主要线路出现短路时，发生放电现象，开关柜内部温度快速升高，使内部气压也随之升高。如果开关柜密封措施不良还会引起热气流扩散，影响其他工作元件正常工作，导致事故范围扩大。
金属部件的安全性能逐步引起重视，高压开关柜的手车室等需要根据设计等级增加压力释放装置，压力释放盖要安装在确保人身安全的位置。在压力增加时压力盖能够及时打开快速释放开关柜内部压力，将事故影响降都最低。
4.结语
综上所述，当前10kV高压开关柜在电力系统运行中起到非常关键的作用，而高压开关的良性运行是保证电力系统能够安全运行的前提，在开关柜设计时需要关注到到以上分析中提到的几种注意点。而且需要更多的专家学者加入到高压开关柜标准制定和实行中来，总结以往经验教训，了解最新高压开关柜所面临的问题，提高高压开关柜设计水平。本文结合相关高压开关柜的设计经验提出了几点注意事项，分析了设计过程中的相关设计要点，为设计出安全可靠的高压开关柜提供参考。以上是本人的粗浅之见，由于本人的知识水平及文字组织能力有限，文中如有不到之处，还望相关的专业人士批评指正。
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论文作者:周凯,李铁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：开关柜论文; 高压论文; 绝缘体论文; 距离论文; 现象论文; 部件论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第7期论文;